JP2010217384A - スクリーン及び画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】
複数の投射装置を用いて立体表示を行う画像表示装置において、縦すじムラを抑制可能なスクリーン及びスクリーンを備えた画像表示装置を提供する。
【解決手段】
垂直拡散スクリーン10は、部分円筒の曲率中心O側を投射部6の逆側に向けたレンチキュラーシート12、13を備える。このため、投射部6からの光線が垂直拡散スクリーン10に入射するときの入射角を小さくすることができる。つまり、図5に示すように投射部6からの光線が垂直拡散スクリーン10に対して垂直に入射する。この結果、垂直拡散スクリーン10で垂直方向に直線状に光線を拡散することができ、縦すじムラを抑制することができる。
【選択図】図5
複数の投射装置を用いて立体表示を行う画像表示装置において、縦すじムラを抑制可能なスクリーン及びスクリーンを備えた画像表示装置を提供する。
【解決手段】
垂直拡散スクリーン10は、部分円筒の曲率中心O側を投射部6の逆側に向けたレンチキュラーシート12、13を備える。このため、投射部6からの光線が垂直拡散スクリーン10に入射するときの入射角を小さくすることができる。つまり、図5に示すように投射部6からの光線が垂直拡散スクリーン10に対して垂直に入射する。この結果、垂直拡散スクリーン10で垂直方向に直線状に光線を拡散することができ、縦すじムラを抑制することができる。
【選択図】図5
Description
本発明は、特に立体画像を投影する画像表示装置に適用して好適なスクリーン及びこれを用いた画像表示装置に関する。
3次元画像の生成を実現するために、人間の左右の眼に対して、3次元画像に対応する視差情報を入射する必要がある。例えば、スクリーンの後方に多数の投射部を縦横に複数配置し、スクリーンで投射部からの光を拡散する。このスクリーンは、入射する光を垂直方向には比較的広く拡散させ水平方向にはほとんど拡散させない拡散角特性を必要とする。このような拡散特性は、特定の拡散特性を持つ1枚の拡散板(例えばレンチキュラーシート)を用いることにより得られる。このような構成にすることで、スクリーンの各画素を通過する光の水平方向の出射角度を保持し、左右の眼に対して別々の画像情報を入射することができる。
このとき、1台の投射部から表示される光がスクリーンの拡散異方性により垂直方向にしか拡散されない。このため、複数台の投射部からそれぞれ必要な情報が眼に入るようになっている。このようにしてスクリーン上に表示される縦ラインの光は、観察者の眼に視差映像として入射される(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上述した技術では、スクリーンが平面形状を有しているため、プロジェクタからの光線が例えばレンチキュラーシートからなるスクリーンで屈折して目に入るとき、スクリーンの上下方向で縦すじムラが生じてしまう。
つまり、プロジェクタからの光線が水平に進みスクリーンに対して斜めに入射し透過した場合は、光の入射角と出射角とが等しくなる。しかし、光線がプロジェクタからスクリーンに対し水平に対応する位置からスクリーン上部ないしは下部に向けて斜めに入射し観察者の瞳に向けて屈折した場合は、光は上下方向に大きく屈折する必要があるため、水平方向での入射角と出射角とで微妙な異差が生じる。つまり、斜め方向にあるプロジェクタからレンチキュラーシートに入射した画像は、屈曲した円弧状に見える。プロジェクタが複数ある場合には、画像が列毎に異なる円弧中心を中心とした円弧の重ね合わせとして見えるため、上下方向で縦すじムラが生じてしまう、という問題がある。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、複数の投射装置を用いて立体表示を行う画像表示装置において、縦すじムラを抑制可能なスクリーン及びスクリーンを備えた画像表示装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る画像表示装置は、複数の投射装置と、スクリーンとを有する。上記複数の投射装置は、光源からの光を空間光変調して出射する。上記スクリーンは、上記投射装置が出射した光を垂直方向及び水平方向に拡散する部分円筒状の拡散板であって、上記部分円筒の曲率中心側を上記投射装置の逆側に向けた拡散板を有する。
本発明では、スクリーンは、部分円筒の曲率中心側を投射装置の逆側に向けた拡散板を有するので、投射装置からの光線がスクリーンに入射するときの入射角を小さくすることができる。つまり、投射装置からの光線がスクリーンに対して水平方向には垂直に入射する。この結果、拡散板で垂直方向に直線状に光線を拡散することができ、縦すじムラを抑制することができる。
上記拡散板の中心と、上記曲率中心と、上記複数の投射装置の中心が、一直線上に並ぶようにしてもよい。これにより、観察者は、上記曲率中心で縦すじむらのない画像を見ることができる。
上記拡散板を部分円筒にするには、上記垂直方向と上記水平方向にそれぞれ異なる拡散角を有するホログラム光学素子を用いてもよいし、上記垂直方向への第1の拡散角を有する第1のレンチキュラーシートと、上記水平方向への第2の拡散角を有する第2のレンチキュラーシートとを用いてもよい。
上記投射装置は、上記垂直方向に複数段配列されているようにしてもよい。これにより、観察者は、より立体感のある画像をみることができる。
本発明に係るスクリーンは、拡散板と、枠とを有する。上記拡散板は、光源からの光を空間光変調して出射する投射装置が出射した光を垂直方向及び水平方向に拡散する部分円筒状の拡散板であって、上記部分円筒の曲率中心側を上記投射装置の逆側に向けられる。上記枠は、拡散板を保持する円弧状に湾曲している。
以上のように、本発明によれば、スクリーンの縦すじムラを抑制することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
<第1の実施の形態>
[立体画像表示装置の構成]
図1は本発明の一実施形態に係る立体画像表示装置の概略を示す斜視図である。
同図に示すように、この立体画像表示装置1は光線再生法を用いて立体画像の表示を行う装置である。立体画像表示装置1は、ベース2と、ベース2の上に設けられた基板保持部3と、プロジェクタベース4と、スクリーン枠5と、投射部6と、基板7と、側面部8、垂直拡散スクリーン10と、図示しない冷却ファンなどで構成される。投射部6は、プロジェクタベース4に設けられている。基板7は、基板保持部3に保持され、投射部6を駆動及び制御する回路が実装されている。側面部8は、投射部6から投射された光が立体画像表示装置1の外部に漏れることを防止すると共に、投射された光を反射する。垂直拡散スクリーン10は、スクリーン枠5に保持され、投射部6から投射される複数の画像光をそれぞれ垂直方向(Z方向)に拡散して、水平方向(Y方向)に連続的な視点の画像が投影される。スクリーン枠5は、例えば金属製であり、円弧状に湾曲している。
<第1の実施の形態>
[立体画像表示装置の構成]
図1は本発明の一実施形態に係る立体画像表示装置の概略を示す斜視図である。
同図に示すように、この立体画像表示装置1は光線再生法を用いて立体画像の表示を行う装置である。立体画像表示装置1は、ベース2と、ベース2の上に設けられた基板保持部3と、プロジェクタベース4と、スクリーン枠5と、投射部6と、基板7と、側面部8、垂直拡散スクリーン10と、図示しない冷却ファンなどで構成される。投射部6は、プロジェクタベース4に設けられている。基板7は、基板保持部3に保持され、投射部6を駆動及び制御する回路が実装されている。側面部8は、投射部6から投射された光が立体画像表示装置1の外部に漏れることを防止すると共に、投射された光を反射する。垂直拡散スクリーン10は、スクリーン枠5に保持され、投射部6から投射される複数の画像光をそれぞれ垂直方向(Z方向)に拡散して、水平方向(Y方向)に連続的な視点の画像が投影される。スクリーン枠5は、例えば金属製であり、円弧状に湾曲している。
光線再生法では、画像を撮像するときに複数のカメラが用いられ、そのカメラごとに担当する撮像範囲が設定され、各カメラによって撮像されたそれぞれ視差のある画像が用意される。そして、撮像位置から計算される画素ごとの変換マトリックスに従って、撮像画像から変換をおこなって投影画像が得られる。これにより得られたそれぞれの投影画像が合成されることで1つの立体画像が生成される。この実施の形態では、その複数のカメラによって撮像された個々の画像からの変換によって得られた投影画像が投射部6から垂直拡散スクリーン10に向けて投射され、垂直拡散スクリーン10でそれぞれ垂直方向に長い縦ラインの画像の連続として投影されるようになっている。
投射部6は、プロジェクタベース4に水平方向(図1のY方向)及び垂直方向(図1のZ方向)に複数配列して設けられている。複数の投射部6は、投射光の出射面をほぼ一平面(YZ平面)にそろえて配列されている。投射部6は、垂直拡散スクリーン10に向けて所定の拡散角で光を投射する。なお、投射部6は立体画像における一つの画素に相当するので、高画質な立体画像を得るためには投影素子の数はできるだけ多い方がよい。
投射部6は、それぞれ光源、空間光変調素子等を内蔵しており、それぞれ独立した投射装置として機能する。光源は、例えば白色光を出射する白色光源モジュールであり、具体的には青色LEDと黄色蛍光体からなる白色発光体などが用いられている。空間光変調素子は、光源から入射した青、緑、赤ごとの光を変調して画像光を生成する。個々の投射部6から所定の画像が表示されるように、基板7に実装された回路によって、空間光変調素子への画像データの供給が制御される。空間光変調素子には、例えば反射型の液晶素子が用いられる。なお、空間光変調素子としては、反射型の液晶表示素子の他に、透過型の液晶表示素子、DMD(Digital Micro-mirror Device)等を用いることもできる。
図2は立体画像表示装置1の概略平面図である。なお、図2では、垂直拡散スクリーン10を保持するスクリーン枠5等の図示を省略した。
同図に示すように、立体画像表示装置1の垂直拡散スクリーン10は、投射部6が出射した光を垂直方向及び水平方向に拡散する部分円筒状の拡散板であって、部分円筒の曲率中心O側を投射部6の逆側に向けた拡散板を備える。つまり、垂直拡散スクリーン10は、複数の投射部6が配設された側とは反対側に曲率中心Oを有する。つまり、垂直拡散スクリーン10は、曲率中心Oを中心とする図2で点線で示す円Cに沿う円弧に沿う形状を有する。垂直拡散スクリーン10の中心は、曲率中心Oを通りかつ投射部6の中心を結ぶ一直線上にくるように設けられている。これにより、垂直拡散スクリーン10上の水平方向の各位置と、曲率中心O(観察位置)で観察する観察者Pとの距離がほぼ等しくなる。観察者Pが映像を観察するときの観察者Pと垂直拡散スクリーン10との間の最適な距離Lは、例えば1mであるので、曲率半径の最適な距離は、たとえば1mである。
同図に示すように、立体画像表示装置1の垂直拡散スクリーン10は、投射部6が出射した光を垂直方向及び水平方向に拡散する部分円筒状の拡散板であって、部分円筒の曲率中心O側を投射部6の逆側に向けた拡散板を備える。つまり、垂直拡散スクリーン10は、複数の投射部6が配設された側とは反対側に曲率中心Oを有する。つまり、垂直拡散スクリーン10は、曲率中心Oを中心とする図2で点線で示す円Cに沿う円弧に沿う形状を有する。垂直拡散スクリーン10の中心は、曲率中心Oを通りかつ投射部6の中心を結ぶ一直線上にくるように設けられている。これにより、垂直拡散スクリーン10上の水平方向の各位置と、曲率中心O(観察位置)で観察する観察者Pとの距離がほぼ等しくなる。観察者Pが映像を観察するときの観察者Pと垂直拡散スクリーン10との間の最適な距離Lは、例えば1mであるので、曲率半径の最適な距離は、たとえば1mである。
立体画像表示装置1の幅(図2に示すY方向の長さ)aは668mm、立体画像表示装置1(側壁部8)の厚さ(図2に示すX方向の長さ)bは712mm、立体画像表示装置1の高さ(図2に示すZ方向の長さ)は800mmに設定されている。なお、これらのサイズは一例であり、特に限定されるものではなく適宜変更可能である。側面部8の内面には、図示しないミラーが配置されている。この図示しないミラーにより反射された光も垂直拡散スクリーン10に入射され、垂直拡散スクリーン10における観察者からの観察可能範囲を広げる効果が得られる。
[垂直拡散スクリーン10の構成]
図3は垂直拡散スクリーン10の分解斜視図である。
同図に示すように、垂直拡散スクリーン10は、例えばレンチキュラーシート12及びレンチキュラーシート13を備える。
図3は垂直拡散スクリーン10の分解斜視図である。
同図に示すように、垂直拡散スクリーン10は、例えばレンチキュラーシート12及びレンチキュラーシート13を備える。
レンチキュラーシート12は、曲率中心Oを有する曲面形状を有する湾曲平板である。レンチキュラーシート12は、投射部6から入射した光を垂直方向(図3のZ方向)に所定の垂直拡散角で拡散する。レンチキュラーシート12の入射面側には、半円柱形状を有する複数のレンズ部24が配列されている。
レンズ部24は、それぞれ軸方向を水平方向(図3のY方向)にして配置されている。複数のレンズ部24は、垂直方向(図3のZ方向)に隣接して配設されている。レンズ部24の曲面の曲率は、例えば垂直拡散角に応じて適宜変更可能である。
レンチキュラーシート13は、曲率中心Oを有する曲面形状を有する湾曲平板である。つまり、レンチキュラーシート12と、レンチキュラーシート13とは、それぞれの曲率がほぼ同じである。レンチキュラーシート13は、レンチキュラーシート12から入射した光を水平方向(図3のY方向)に所定の水平拡散角で拡散する。レンチキュラーシート13の入射面側には、半円柱形状を有する複数のレンズ部25が配列されている。レンズ部25は、それぞれ軸方向(長手方向)を垂直方向(図3のZ方向)にして配置されている。複数のレンズ部25は、水平方向(図3のY方向)に隣接して配設されている。レンズ部25のピッチは、例えば100μmに設定されている。なお、このピッチは、特に限定されず、適宜変更可能である。また、レンズ部25の曲面の曲率は、水平拡散角に応じて適宜変更可能である。
次に、投射部6から垂直拡散スクリーン10に投射される光の光路について図面を参照しながら説明する。
投射部6から垂直拡散スクリーン10に投射される光の光路について説明するために、まず、立体画像表示装置1の投射部6の詳細について説明する。
図4は立体画像表示装置1の投射部6の位置を示す図である。
同図に示すように、投射部6は、垂直方向(Z方向)に例えば6段、水平方向(Y方向)に所定の数、配列して設けられている。
同図に示すように、投射部6は、垂直方向(Z方向)に例えば6段、水平方向(Y方向)に所定の数、配列して設けられている。
具体的には、図4に示す(1)〜(6)は、投射部6の配列の順番を示す。配列の順番が(1)である投射部6は、水平方向に所定の間隔で配設されている。配列の順番が(2)である投射部6は、配列の順番が(1)である1段目の投射部6に対して水平方向に所定の距離ずれた位置に配置されている。配列の順番が(2)である投射部6は、3段目に配置されている。同様に、配列の順番が(3)である投射部6は、配列の順番が(2)である3段目の投射部6に対して水平方向に所定の距離ずれた位置に配置されている。配列の順番が(3)である投射部6は、5段目に配置されている。
同様に、配列の順番が(4)である投射部6は、配列の順番が(3)である5段目の投射部6に対して水平方向に所定の距離ずれた位置に配置されている。配列の順番が(4)である投射部6は、2段目に配置されている。他の段の投射部6についても、同様に配置されている。なお、図4に示す投射部6の位置は、一例であり、特にその配置位置や数は限定されるものではない。
[光 路]
図5は投射部6から垂直拡散スクリーン10に投射される光の光路説明図である。
各投射部6は、所定の水平拡散角及び垂直拡散角で、垂直拡散スクリーン10に向けて、光を射出する。各投射部6から投射された光は、図5に示すようにそれぞれ垂直拡散スクリーン10に対して水平方向には垂直に入射する。垂直拡散スクリーン10に垂直に入射した光は、入射角の水平成分を保ったままで観察者Pに向けて直進する。観察者Pは、垂直拡散スクリーン10の各位置Q、R等で垂直拡散スクリーン10に対してほぼ垂直に入射し透過した光を見ることができる。
図5は投射部6から垂直拡散スクリーン10に投射される光の光路説明図である。
各投射部6は、所定の水平拡散角及び垂直拡散角で、垂直拡散スクリーン10に向けて、光を射出する。各投射部6から投射された光は、図5に示すようにそれぞれ垂直拡散スクリーン10に対して水平方向には垂直に入射する。垂直拡散スクリーン10に垂直に入射した光は、入射角の水平成分を保ったままで観察者Pに向けて直進する。観察者Pは、垂直拡散スクリーン10の各位置Q、R等で垂直拡散スクリーン10に対してほぼ垂直に入射し透過した光を見ることができる。
図6は図3に示すレンチキュラーシート12の中央部付近の側面図、図7は図3に示すレンチキュラーシート12の中央部付近の平面図である。
投射部6からレンチキュラーシート12の中央部に入射した入射光L1は、レンズ部24により垂直方向に垂直拡散角θvで拡散する。垂直拡散角θvは、レンズ部24の曲面の曲率を変更することで変更可能である。垂直拡散角θvは、例えば50度以上とされている。
投射部6からレンチキュラーシート12の中央部に入射した入射光L1は、レンズ部24により垂直方向に垂直拡散角θvで拡散する。垂直拡散角θvは、レンズ部24の曲面の曲率を変更することで変更可能である。垂直拡散角θvは、例えば50度以上とされている。
投射部6からレンチキュラーシート12の中央部に対してほぼ垂直に入射した図6で実線で示す入射光L1は、レンチキュラーシート12内を透過する。そして、レンチキュラーシート12から出射光L2が出射する。このとき、入射光L1と、出射光L2とは、平行になる。つまり、出射光L2は、入射光L1に対して水平方向(図6、図7のY方向)に屈折しない。
図8は図3に示すレンチキュラーシート12の上端部付近の側面図、図9は図3に示すレンチキュラーシート12の上端部付近の平面図である。
投射部6からレンチキュラーシート12の上端部に対して下から斜め上に入射した入射光L3は、レンチキュラーシート12の入射面で屈折しレンチキュラーシート12内を透過する。そして、レンチキュラーシート12の出射面で屈折して出射する。このとき、図9に示すように、入射光L3の水平成分と、出射光L4の水平成分とは、平行になる。つまり、図9に示すように入射光L3は、レンチキュラーシート12に対して水平方向にはほぼ垂直に入射するので、出射光L4が入射光L3に対して水平方向(図8、図9のY方向)に屈折しない。すなわち、垂直拡散スクリーン10で垂直方向に拡散した画像は、ほぼ湾曲することなく、直線形状となる。なお、投射部6からレンチキュラーシート12の下端部の突部に対して斜めに入射した入射光及び出射光については、図8、図9に示す入射光L3、出射光L4と上下対称である点が異なるだけなので、その説明を省略する。
投射部6からレンチキュラーシート12の上端部に対して下から斜め上に入射した入射光L3は、レンチキュラーシート12の入射面で屈折しレンチキュラーシート12内を透過する。そして、レンチキュラーシート12の出射面で屈折して出射する。このとき、図9に示すように、入射光L3の水平成分と、出射光L4の水平成分とは、平行になる。つまり、図9に示すように入射光L3は、レンチキュラーシート12に対して水平方向にはほぼ垂直に入射するので、出射光L4が入射光L3に対して水平方向(図8、図9のY方向)に屈折しない。すなわち、垂直拡散スクリーン10で垂直方向に拡散した画像は、ほぼ湾曲することなく、直線形状となる。なお、投射部6からレンチキュラーシート12の下端部の突部に対して斜めに入射した入射光及び出射光については、図8、図9に示す入射光L3、出射光L4と上下対称である点が異なるだけなので、その説明を省略する。
図10は垂直拡散スクリーン10で拡散した直線形状の各画像を示す図である。
図10の縦軸は垂直拡散スクリーン10の縦方向の位置を示し、横軸は垂直拡散スクリーン10の横方向の位置を示す。順番が(1)〜(6)の各投射部6からの画像を、それぞれ実線、点線、太線、一点鎖線、二点鎖線、太い点線で示す。順番が(1)〜(6)の各投射部6からの画像は、それぞれ直線状になっており、垂直拡散スクリーン10の上下端部で隣の画像が交わることがない。
図10の縦軸は垂直拡散スクリーン10の縦方向の位置を示し、横軸は垂直拡散スクリーン10の横方向の位置を示す。順番が(1)〜(6)の各投射部6からの画像を、それぞれ実線、点線、太線、一点鎖線、二点鎖線、太い点線で示す。順番が(1)〜(6)の各投射部6からの画像は、それぞれ直線状になっており、垂直拡散スクリーン10の上下端部で隣の画像が交わることがない。
図11は従来のレンチキュラーシートに斜めに光線が入射する場合の光路図、図12は図11に示す垂直拡散スクリーンで拡散した曲線状の各画像を示す図である。
従来のレンチキュラーシート120は、円弧状に湾曲しておらず、図11に示すように平面形状を有している。このため、レンチキュラーシート120の上端部又は下端部付近に対して左から右に斜めに入射した入射光L3は、レンチキュラーシート120の入射面で屈折しレンチキュラーシート120内を透過し、レンチキュラーシート120の出射面で屈折して出射光L6が出射する。このとき、出射光L6の水平成分は、入射光L3の水平成分に平行な線L5と平行でない。この結果、図12に示すように、従来の垂直拡散スクリーンを透過した拡散光は、円弧状に曲がり、縦しまが生じていた。つまり、円弧状に曲がった縦ラインの重なる部分と重ならない部分とによる光の粗密の分布が生じてしまい、結果的に、縦すじムラが生じてしまうことになる。
従来のレンチキュラーシート120は、円弧状に湾曲しておらず、図11に示すように平面形状を有している。このため、レンチキュラーシート120の上端部又は下端部付近に対して左から右に斜めに入射した入射光L3は、レンチキュラーシート120の入射面で屈折しレンチキュラーシート120内を透過し、レンチキュラーシート120の出射面で屈折して出射光L6が出射する。このとき、出射光L6の水平成分は、入射光L3の水平成分に平行な線L5と平行でない。この結果、図12に示すように、従来の垂直拡散スクリーンを透過した拡散光は、円弧状に曲がり、縦しまが生じていた。つまり、円弧状に曲がった縦ラインの重なる部分と重ならない部分とによる光の粗密の分布が生じてしまい、結果的に、縦すじムラが生じてしまうことになる。
<作用等>
このように本実施形態によれば、垂直拡散スクリーン10は、部分円筒の曲率中心O側を投射部6の逆側に向けたレンチキュラーシート12、13を備える。このため、投射部6からの光線が垂直拡散スクリーン10に入射するときの入射角を小さくすることができる。つまり、図5に示すように投射部6からの光線が垂直拡散スクリーン10に対して垂直に入射する。この結果、垂直拡散スクリーン10で垂直方向に直線状に光線を拡散することができ、縦すじムラを抑制することができる。
このように本実施形態によれば、垂直拡散スクリーン10は、部分円筒の曲率中心O側を投射部6の逆側に向けたレンチキュラーシート12、13を備える。このため、投射部6からの光線が垂直拡散スクリーン10に入射するときの入射角を小さくすることができる。つまり、図5に示すように投射部6からの光線が垂直拡散スクリーン10に対して垂直に入射する。この結果、垂直拡散スクリーン10で垂直方向に直線状に光線を拡散することができ、縦すじムラを抑制することができる。
また、図10に示すように各光線が直線状になるので、レンチキュラーシートによる水平方向の拡散角を大きくして湾曲した光線同士の隙間を埋める必要がない。つまり、本実施形態では、水平方向の拡散角の小さいレンチキュラーシート13を用いることができるので、立体感を向上させることができる。
また、垂直拡散スクリーン10の曲率中心Oから遠方に観察者Pがいる場合には、投射部6からの光線は、逆に屈曲する可能性もあるが、万一、逆に屈曲した場合でも、遠方では、垂直拡散スクリーン10の水平方向の拡散が大きくなるために、縦すじムラが生じることはない。
また、垂直拡散スクリーン10の曲率中心Oは、観察者Pの最適観察位置である。最適観察位置とは、観察者Pが縦すじムラのない画像を見ることができる最も適した位置である。従って、観察者Pは、観察する位置として分かり易い曲率中心Oの位置で縦すじムラのない画像を見ることができる。
次に、観察者Pが最適観測位置である曲率中心Oから横にずれた位置で垂直拡散スクリーン10に表示される画像を観察する場合について説明する。
図13は立体画像表示装置1を用いて曲率中心Oから横にずれた位置で投射部6からの光を観察する場合の光路図である。
立体画像表示装置1の投射部6は、垂直拡散スクリーン10に光線を出射する。垂直拡散スクリーン10に入射した光線は、垂直拡散スクリーン10の出射面側から出射し観察者Pによって観察される。このとき、出射光の出射角は出射角θ1である。
立体画像表示装置1の投射部6は、垂直拡散スクリーン10に光線を出射する。垂直拡散スクリーン10に入射した光線は、垂直拡散スクリーン10の出射面側から出射し観察者Pによって観察される。このとき、出射光の出射角は出射角θ1である。
図14は従来の立体画像表示装置を用いてスクリーンの正面から横にずれた位置で投射部からの光を観察する場合の光路図である。
従来の立体画像表示装置の投射部は、スクリーン200に光線を出射する。スクリーン200に入射した光線は、スクリーン200の出射面側から出射し観察者Pによって観察される。なお、正面位置O’は、スクリーン200の正面に対応する位置であり、図14に示す観察者Pの横のずれ量は、図13に示す曲率中心Oからの観察者Pのずれ量と等しい。
従来の立体画像表示装置の投射部は、スクリーン200に光線を出射する。スクリーン200に入射した光線は、スクリーン200の出射面側から出射し観察者Pによって観察される。なお、正面位置O’は、スクリーン200の正面に対応する位置であり、図14に示す観察者Pの横のずれ量は、図13に示す曲率中心Oからの観察者Pのずれ量と等しい。
このとき、図14に示すように従来の出射光の出射角θ2は、図13に示す出射光の出射角θ1に比べて大きい。つまり、図13に示すように垂直拡散スクリーン10が円弧状に湾曲しているので、スクリーンが平面状である場合に比べて、出射角を従来のθ2より小さいθ1にすることができる。従って、垂直方向に拡散した光線が円弧状になることを防止し直線状にして、隣合う直線状の光線が交わり、縦すじムラが生じることを防止することができる。
<第2の実施の形態>
次に第2の実施の形態の立体画像表示装置について図面を参照して説明する。なお、本実施形態以降では、上記実施形態と同一の構成部材などには同一の符号を付しその説明を省略し、異なる箇所を中心に説明する。
次に第2の実施の形態の立体画像表示装置について図面を参照して説明する。なお、本実施形態以降では、上記実施形態と同一の構成部材などには同一の符号を付しその説明を省略し、異なる箇所を中心に説明する。
図15は、第2の実施の形態に係る立体画像表示装置の構成を示す図、図16は投射部6から垂直平面内に照射される画像の形状を示す図である。なお、この垂直平面Vは、投射部6と、垂直拡散スクリーン10との間に位置し、かつ投射部6の光軸に沿った方向に対して直交する仮想的な垂直平面である。
本実施形態の立体画像表示装置100は、上記第1の実施形態に比べて、垂直拡散スクリーン10に投射される画像の歪みを補正する手段を更に付加したものである。本実施例では補正手段として、投射部6に供給する原画像に対し上記の画像の歪みを打ち消す変形を付与する画像処理を用いる。
画像処理部101は、例えば垂直拡散スクリーン10の曲率、投射部6と垂直拡散スクリーン10との距離、又は投射部6の光の倍率に応じて、入力される画像データを処理し、各投射部6に出力する。これにより、図16に示すように、垂直平面Vに表示される画像の垂直方向の長さが水平方向に連続的に変化するようにする。つまり、画像処理部101は、垂直平面Vの水平方向の中央部で、画像の垂直方向の長さが最も長く、垂直平面Vの水平方向の左右両端部で、画像の垂直方向の長さが最も短くなるようにする。
本実施形態では、垂直拡散スクリーン10は部分円筒形状を有している。このため、投射部6からの光線が垂直平面Vを通過し、垂直拡散スクリーン10に入射するときに、垂直拡散スクリーン10の水平方向の中央部と、左右両端部付近とでは、光が投射部6で出射されてから垂直拡散スクリーン10に到達するまでの光路長が異なる。この結果、垂直拡散スクリーン10の左右両端部付近では、中央部に比べて拡大率が大きくなる。この結果、垂直拡散スクリーン10の中央部に投影された投影画像の垂直方向の長さと、左右両端部付近に投影された投影画像の垂直方向の長さとがほぼ等しくなる。この結果、画像の形状に歪みが生じることを防止することができるともに、縦すじムラのない画像を再生することができる。
なお、上記補正手段として、画像処理部101により画像データの加工をする代わりに、投射部6と垂直拡散スクリーン10との間に図示しない光学素子を配置することにより、垂直拡散スクリーン10に入射する画像の形状を矩形状にするようにしても同様の効果を得ることができる。
本発明は、上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々更新を加え得ることは勿論である。
上記実施形態では、図3に示すように、垂直拡散スクリーン10が2枚のレンチキュラーシート12、13を備える例を示した。しかし、これに限定されず、垂直拡散スクリーンが、レンチキュラーシート12、13の代わりに、例えばホログラム光学素子を備えるようにしてもよい。より具体的には、水平方向と垂直方向とに所定の角度で入射光を拡散する楕円拡散板のようなホログラム光学素子を用いるようにしてもよい。また、垂直拡散スクリーンが、入射光を垂直方向に拡散するレンチキュラーシート12と、拡散シートとを備えるようにしてもよい。このような構成にしても上記実施形態と同様に縦すじムラを抑制することができる。
O 曲率中心
L1 入射光
V 垂直平面
1、100 立体画像表示装置
5 スクリーン枠
6 投射部
10 垂直拡散スクリーン
12、13 レンチキュラーシート
101 画像処理部
L1 入射光
V 垂直平面
1、100 立体画像表示装置
5 スクリーン枠
6 投射部
10 垂直拡散スクリーン
12、13 レンチキュラーシート
101 画像処理部
Claims (7)
- 光源からの光を空間光変調して出射する複数の投射装置と、
前記投射装置が出射した光を垂直方向及び水平方向に拡散する部分円筒状の拡散板であって、前記部分円筒の曲率中心側を前記投射装置の逆側に向けた拡散板を有するスクリーンと
を具備する画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置であって、
前記拡散板の中心と、前記曲率中心と、前記複数の投射装置の中心が、一直線上に並ぶ画像表示装置。 - 請求項2に記載の画像表示装置であって、
前記拡散板は、前記垂直方向と前記水平方向にそれぞれ異なる拡散角を有するホログラム光学素子を有する
画像表示装置。 - 請求項2に記載の画像表示装置であって、
前記拡散板は、前記垂直方向への第1の拡散角を有する第1のレンチキュラーシートと、前記水平方向への第2の拡散角を有する第2のレンチキュラーシートとを有する
画像表示装置。 - 請求項2に記載の画像表示装置であって、
前記投射装置は、前記垂直方向に複数段配列されている
画像表示装置。 - 請求項5に記載の画像表示装置であって、
前記スクリーンに投射される画像の歪みを補正する手段
を更に具備する画像表示装置。 - 光源からの光を空間光変調して出射する投射装置が出射した光を垂直方向及び水平方向に拡散する部分円筒状の拡散板であって、前記部分円筒の曲率中心側を前記投射装置の逆側に向けた拡散板と、
前記拡散板を保持する円弧状に湾曲した枠と
を具備するスクリーン。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009062752A JP2010217384A (ja) | 2009-03-16 | 2009-03-16 | スクリーン及び画像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009062752A JP2010217384A (ja) | 2009-03-16 | 2009-03-16 | スクリーン及び画像表示装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2010217384A true JP2010217384A (ja) | 2010-09-30 |
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JP2009062752A Pending JP2010217384A (ja) | 2009-03-16 | 2009-03-16 | スクリーン及び画像表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2010217384A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20140049865A (ko) * | 2012-10-18 | 2014-04-28 | 엘지전자 주식회사 | 공간 영상 제공 장치 |
CN104049452A (zh) * | 2013-03-12 | 2014-09-17 | 耿征 | 真三维显示装置、显示控制方法、装置及系统 |
JP2021514489A (ja) * | 2018-02-20 | 2021-06-10 | ハイパーステルス・バイオテクノロジー・コーポレーション | 表示システム |
WO2021139204A1 (zh) * | 2020-01-06 | 2021-07-15 | 亿信科技发展有限公司 | 三维显示装置以及系统 |
-
2009
- 2009-03-16 JP JP2009062752A patent/JP2010217384A/ja active Pending
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